柴油機(jī)排氣環(huán)境中NTP作用規(guī)律的研究.pdf

1、汽車工業(yè)在推動經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的同時(shí)，不可避免地造成了大氣污染，嚴(yán)重危及人類健康和生存環(huán)境。為滿足日益嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)要求，開發(fā)新型的發(fā)動機(jī)排氣后處理裝置已迫在眉睫。低溫等離子體技術(shù)在工業(yè)氣態(tài)污染物治理方面已得到廣泛應(yīng)用，有可能作為一種新型的后處理技術(shù)在汽車排氣治理領(lǐng)域得以應(yīng)用。本文基于介質(zhì)阻擋放電原理，設(shè)計(jì)了低溫等離子體反應(yīng)器，并建立了柴油機(jī)模擬排氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了低溫等離子體在柴油機(jī)排氣環(huán)境中的作用規(guī)律及影響因素，揭示了低溫等離子體

2、處理柴油機(jī)模擬排氣的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。本文主要在以下幾個(gè)方面開展了系統(tǒng)的研究工作：
　　 (1)依據(jù)介質(zhì)阻擋放電原理，設(shè)計(jì)了平板式介質(zhì)阻擋放電裝置，進(jìn)行了電學(xué)參量靜態(tài)實(shí)驗(yàn)。利用Q-V Lissaious圖形法系統(tǒng)研究了介質(zhì)厚度、放電氣隙、放電頻率、激勵(lì)電壓等因素對介質(zhì)阻擋放電裝置的放電功率、電場強(qiáng)度、等效電容、電荷傳輸量等表征參量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：提高激勵(lì)電壓、采用較薄的阻擋介質(zhì)和較小的放電氣隙可提高放電功率和電場強(qiáng)度；增大放電

3、頻率也可提高放電功率，但其對電場強(qiáng)度的影響不大；提高激勵(lì)電壓、減小介質(zhì)厚度和放電氣隙，可增大介質(zhì)等效電容；降低激勵(lì)電壓、減小放電氣隙、增大介質(zhì)厚度，可增大氣隙等效電容；放電頻率對總電容、介質(zhì)等效電容和氣隙等效電容的影響不大；提高激勵(lì)電壓和放電頻率、減小放電氣隙和介質(zhì)厚度，可增加單周期電荷傳輸量。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)為研制低溫等離子體反應(yīng)器提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
　　 (2)設(shè)計(jì)了低溫等離子體反應(yīng)器?？紤]到反應(yīng)器在排氣處理過程中的使用環(huán)境和柴油機(jī)排

4、氣特點(diǎn)，同時(shí)滿足全流式和噴射式實(shí)驗(yàn)方案的要求，確定采用同軸式單介質(zhì)低溫等離子體反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為：石英介質(zhì)厚度為3mm、放電氣隙為2mm。對其進(jìn)行了12小時(shí)耐久性測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該反應(yīng)器持續(xù)工作時(shí)性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠。
　　 (3)基于柴油機(jī)模擬排氣實(shí)驗(yàn)平臺，采用全流式實(shí)驗(yàn)方案，研究了低溫等離子體對不同排氣組分中NO的轉(zhuǎn)化效率及影響因素，并揭示了化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：低溫等離子體作用于O2/N2時(shí)，會產(chǎn)生O3及NO2；

5、低溫等離子體作用于NO/N2時(shí)，NO只發(fā)生還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低、能耗高；低溫等離子體作用于NO/O2/N2時(shí)，NO主要通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，降低O2及NO初始濃度，可提高NO轉(zhuǎn)化率；低溫等離子體作用于NO/C3H6/O2/N2時(shí)，NO同時(shí)存在氧化和還原兩種反應(yīng)，C3H6初始濃度越高，NO還原為N2的效率越高，同時(shí)有CO產(chǎn)生。
　　 (4)基于柴油機(jī)模擬排氣實(shí)驗(yàn)平臺，采用噴射式實(shí)驗(yàn)方案，研究了低溫等離子體在不同溫度時(shí)對各模擬排氣